CN104332717B - 反射器 - Google Patents

Abstract

一种射频天线技术领域的用于改变尺寸小于1个波长的天线方向性的反射器，包括：主反射器、辅助反射器和引向器，主反射器和辅助反射器边沿电连接，辅助反射器和引向器电连接，主反射器、辅助反射器和引向器分别贴附于电子产品的相邻的若干平面且包裹该电子产品内的辐射天线，主反射器和辅助反射器对辐射天线朝主反射器方向的辐射进行反射，引向器加强辐射天线向主反射器的反方向的辐射，从而实现天线的定向辐射。本发明能够改善天线的辐射方向性，并且不浪费辐射能量。

Description

反射器

技术领域

本发明涉及的是一种射频天线技术领域的装置，具体是一种用于改变尺寸小于1个波长的天线方向性的反射器。

背景技术

随着电子技术的高速发展，人们对于手机等通信设备的小型化与通信速度提出了更高的要求。电子和通信系统的高速和小型化要求天线工作于更高的频率同时且有更小的尺寸，能在尺寸越来越小的情况下保持较高的辐射功率和较高的通信速率是电子设备的蜂窝、Wi-Fi和蓝牙天线设计的主要方向。然后由于天线尺寸相对通信波长的不断变小，天线的方向性变得不控制，而对于电子设备而言，适当的天线辐射方向性不仅有助于特定方向上增大通信效率，更重要的是可以减小在面对人体的方向上抑制相应的辐射而减小辐射功率对人体健康的影响。而一种可以作为电子设备配件的反射面是限制电子设备天线辐射方向性的方法之一。现有的电子设备的小尺寸天线一般由monopole天线或平面倒F天线实现，此类天线可以在较小的尺寸内实现特定频率的阻抗匹配，达到在电子设备的小空间内实现信号辐射的目的。但是较小的天线尺寸由于其天线的尺寸相对波长的比值远小于1，很难通过天线的设计优化限定天线的辐射方向性，也就不能通过天线的方向性来实现减小对人体的健康影响。因此，可以用于改变天线方向性的反射面的研究具有十分重要的意义。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN1905789公开日2007.01.31，公开了一种电磁波吸收薄膜结构及其制造方法，其包含有一复合层与一层位于复合层上的反射层，且复合层的厚度为所欲吸收的电磁波的波长1/4整数倍，以利用相位相消干涉来将所射入的电磁波抵销，复合层内更添加有具双层、单层结构的吸收、反射粒子，以形成更多的吸收、反射与干涉来将所射入的电磁波相抵，进而避免电磁波可能对人体所产生的各种伤害。但该技术不足之处在于：其原理是利用对电磁波的反复的相干和吸收减小电磁辐射功率，其原理决定了该技术具有的缺点：一是其结构复杂，需要利用多层的结构和特殊材料来对辐射进行吸收；二是其结构尺寸厚度不能小于波长的1/4，在实际过程中影响正常使用；三是吸收单面的辐射造成了辐射能量的浪费。

中国专利文献号CN1514628公开日2004.07.21，公开了一种背听式防辐射手机套，包括天线帽、手机套、接听器、送话器、信号连接线、电源插头，其中：天线帽和/或手机套靠向使用者通话时人体的一侧设置电磁波屏蔽层；接听器和/或送话器及部分信号连接线和/或电磁波屏蔽层包封固定保护在手机套和保护层之间，电源插头和部分信号连接线留在手机套下端的外面；手机套没有电磁波屏蔽层的一侧面为透明材料制造。使用时将手机观察窗和/或键盘对向手机套透明的一侧，电源插头插入手机插孔内，通话时手机的背侧即手机套上有电磁波屏蔽层和接听器和/或送话器的一侧对向使用者人体的一侧。但该技术不足之处在于：其原理是对靠近人体的手机部分进行封闭式的屏蔽，同时用信号线将信号引出在其他方向进行功率辐射。其缺点在于一是结构复杂，需要专业的安装和调试；二是其效果有限，引出的天线帽辐射虽然距离人体较远，但是辐射方向仍然无法控制；三是其封闭的结构影响带触摸屏的智能设备的使用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种反射器，能够改善天线的辐射方向性，并且不浪费辐射能量。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括：主反射器、辅助反射器和引向器，其中：主反射器和辅助反射器边沿电连接，辅助反射器和引向器电连接，主反射器、辅助反射器和引向器分别贴附于电子设备的相邻的若干平面且包裹该电子设备内的辐射天线，主反射器和辅助反射器对辐射天线朝主反射器方向的辐射进行反射，引向器加强辐射天线向主反射器的反方向的辐射，从而实现天线的定向辐射。

所述的主反射器、辅助反射器和引向器分别贴附于电子设备的相邻的若干平面且包裹该电子设备内的辐射天线具体为：主反射器位于电子设备的屏幕所在侧，辅助反射器位于该电子设备的辐射天线主体的侧面，引向器位于屏幕所在相对面。

所述的主反射器的边沿与辅助反射器的一侧边沿电连接，辅助反射器的另一侧边沿与引向器边沿电连接，两者边沿电连接是指相互接触的各点均实现相互导电。

所述的引向器与辐射天线实现谐振，引向器与辅助反射器的连接位置即为辐射天线的谐振位置。

所述的主反射器的宽度和辅助反射器的长度相同，均大于辐射天线的辐射波长的一半。

所述的主反射器的形状与所作用的电子设备的屏幕侧平面形状相匹配，辅助反射器的形状与所作用的电子设备的辐射天线之主体侧面平面形状相匹配。

所述的主反射器和辅助反射器所成角度与电子设备的设定角度相匹配；引向器和辅助反射器所成角度与电子设备的设定角度相匹配。

所述的主反射器、辅助反射器以及引向器均为镀在透明基材上的ITO导电膜。

所述的辅助反射器包括：分别与主反射器的两条相邻边相连的第一反射器和第二反射器，其中：引向器与第一反射器相连。

所述的辅助反射器包括：分别与主反射器的三条依次相邻边相连的第一反射器、第二反射器和第三反射器，其中：引向器与第一反射器相连。

技术效果

本发明用一层导电层覆盖电子设备面向人体的一侧，结构简单同时直接改变天线的辐射方向性，让天线辐射能量集中于一个方向，并不会吸收浪费能量；同时无尺寸厚度要求。本发明利用半波长导电平面作为反射天线辐射的单元，使辐射天线在主反射器和辅助反射器上激起的电流产生的辐射最终相互抵消，同时通过引向器将辐射天线的辐射功率引向主反射器的反方向，使得朝向电子设备屏幕方向，即人体使用方向的辐射减小，起到隔离辐射、保护使用者健康的作用。本发明结构简单，易于与电子设备及其配件相匹配。

附图说明

图1为实施例1的平面展开图；

图2为实施例1的立体结构示意图；

图3a为实施例1使用的辐射天线的结构示意图，图3b为实施例1使用的辐射天线及其电子设备的结构示意图；

图4为辐射天线和实施例1的相对位置图；

图5为辐射天线在未增加实施例1的反射系数；

图6为辐射天线在未增加实施例1的辐射方向图；

图7为辐射天线在增加实施例1的反射参系；

图8为辐射天线和实施例1共同作用的辐射方向图；

图9为实施例2平面展开图；

图10为实施例2的立体结构示意图；

图11a为实施例2使用的辐射天线的结构示意图，图11b为实施例1使用的辐射天线及其电子设备的结构示意图；

图12为辐射天线和实施例2相对位置图；

图13为辐射天线在未增加实施例2反射系数；

图14为辐射天线在未增加实施例2辐射方向图；

图15为辐射天线在增加实施例2反射参系；

图16为辐射天线和实施例2同作用的辐射方向图。

图17为实施例3平面展开图；

图18为实施例3的立体结构示意图；

图19为实施例3使用的辐射天线的结构示意图；

图20为辐射天线和实施例3相对位置图；

图21为辐射天线在未增加实施例3反射系数；

图22为辐射天线在未增加实施例3辐射方向图；

图23为辐射天线在增加实施例3反射参系；

图24为辐射天线和实施例3同作用的辐射方向图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例包括：主反射器1、辅助反射器2和引向器3，其中：主反射器1和辅助反射器2边沿电连接，辅助反射器2和引向器3电连接，主反射器1、辅助反射器2和引向器3贴附于电子设备的三面并包裹实施对象电子设备内的辐射天线A，主反射器1和辅助反射器2对辐射天线A朝主反射器1方向的辐射进行反射，引向器3加强辐射天线A向主反射器1的反方向的辐射，即图4中的正上方，图8中Z轴的正方向，从而实现天线的定向辐射。

如图3a、b所示，本实例所应用的辐射天线A，为小米3手机wifi天线。

图4为本实例辐射天线A与本实例的相对位置关系：主反射器1、辅助反射器2和引向器3与实施对象电子设备的形状相匹配，主反射器1位于电子设备的屏幕靠近辐射天线A的部分，辅助反射器2位于辐射天线A主体靠得最近的侧面，引向器3位于屏幕的背面。

所述的引向器3与辐射天线A实现谐振，引向器3与辅助反射器2的最佳连接位置即为辐射天线A的最佳谐振位置。

所述的主反射器1、辅助反射器2以及引向器3均为镀在透明基材上的ITO导电膜。

所述的主反射器1的形状为矩形，辅助反射器2和主反射器1边沿电连接，即在辅助反射器2和主反射器1的共同边沿处的各点均实现相互导电。

所述的辅助反射器2和引向器3为相互连接的两个矩形，边沿电连接。

所述的主反射器1的宽度和辅助反射器2组合成一个平面的矩形，主反射器1的宽度和辅助反射器2的长度相同，均大于辐射天线A的辐射波长的一半。

所述的引向器3的长度和宽度与辐射天线A的波长有关，长度为波长的1/4，但与具体的辐射天线A尺寸无关。

所述的主反射器1和辅助反射器2所成角度与实施对象电子设备的设定角度相匹配。

所述的引向器3和辅助反射器2所成角度与实施对象电子设备的设定角度相匹配。

本实施例中，主反射器1、辅助反射器2以及引向器3组成的几何图形是三个矩形的结合，其中主反射器1的长l1和宽w1都为70mm，辅助反射器2的宽l2为8mm，引向器3的长l3为30mm，宽w2为12mm，其边沿与辅助反射器2的边沿距离d为5mm。

图5和图6为辐射天线A在没有本实例作用时的反射系数和辐射方向图，图5的反射系数说明该天线的工作频率为2.45GHz，图6的方向图说明辐射天线A在z轴的正负轴方向上的辐射功率相同。

图7和图8为辐射天线A与实例共同作用时的反射系数和辐射方向图，图7的反射系数说明该结构的工作频率为2.45GHz，图8的方向图在增加了本实例后，天线在最大辐射方向上的增益由1.37增大到3.61，说明辐射能量集中于z轴正向上，而在z轴负方向上，也就是屏幕所有的方向和朝向人体的方向，其辐射功率与最大辐射功率相差近10倍，也就是10dB。

实施例2

如图9和图10所示，本实施例包括：主反射器1、第一反射器2和第二反射器3以及引向器4，其中：主反射器1和第一、第二反射器2、3边沿电连接，第二反射器3和引向器4电连接，主反射器1、第一、第二反射器2、3和引向器4贴附于实施对象电子设备的四面并包裹电子设备内的辐射天线A、主反射器1和第一、第二反射器2、3对辐射天线A朝主反射器1方向的辐射进行反射，引向器4加强辐射天线A向主反射器1的反方向，即图12中的正上方和图16中Z轴的正方向的辐射，从而实现天线的定向辐射。

主反射器1、第一、第二反射器2、3和引向器4与实施对象电子设备的形状相匹配，主反射器1位于实施对象电子设备的屏幕靠近辐射天线A的部分，第一、第二反射器2、3分别位于辐射天线A主体靠得最近的侧面，引向器4位于屏幕的背面。

所述的引向器4与辐射天线A实现谐振，引向器4与辅助反射器2的最佳连接位置即为辐射天线A的最佳谐振位置。

所述的主反射器1的形状为矩形，第一、第二反射器2、3分别为长条形，且分别与主反射器1相邻两边沿电连接。

所述的引向器4为矩形，第二反射器3和引向器4边沿电连接；第一反射器2与引向器4为分离设置。

所述的主反射器1的两个相邻边的长度分别与第一、第二反射器2、3的长度相同，均大于辐射天线A的辐射波长的一半。

所述的引向器4的长度和宽度与辐射天线A的波长有关，长度为波长的1/4，但与具体的辐射天线A尺寸无关。

所述的主反射器1和第一反射器2所成角度与实施对象电子设备的设定角度相匹配。

所述的第一、第二反射器2、3的形状与实施对象电子设备的设定形状相匹配，本实施例中，第一反射器2为平面设置和第二反射器3弧面设置，两者的边角电连接，引向器4和第二反射器3所成角度与实施对象电子设备的设定角度相匹配。

所述的主反射器1、第一、第二反射器2、3以及引向器4均为镀在透明基材上的ITO导电膜。

本实施例中，主反射器1、第一、第二反射器2、3以及引向器4组成的平面几何图形是四个矩形的结合，其中主反射器1的长l1和宽w1都为70mm，第一反射器2的宽w2为12.56mm，第二反射器3的宽l2为8mm，引向器的长l3为39mm，宽w3为7.2mm，其边沿与辅助反射器的边沿距离d为5mm。

如图11a、b所示，本实例所应用的辐射天线A，为小米4手机主天线。

图12为本实例辐射天线A与本实例的相对位置关系。

图13和图14为辐射天线A在没有本实例作用时的反射系数和辐射方向图，图13的反射系数说明该天线的工作频率为1.91GHz，图14的方向图说明辐射天线A在z轴的正负轴方向上的辐射功率相同。

图15和图16为辐射天线A与实例共同作用时的反射系数和辐射方向图，图15的反射系数说明该结构的工作频率为2.45GHz，图16的方向图在增加了本实例后，天线在最大辐射方向上的增益由2.70增大到3.44，说明辐射能量集中于z轴正向上，而在z轴负方向上，也就是屏幕所有的方向和朝向人体的方向，其辐射功率与最大辐射功率相差近10倍，也就是10dB。

实施例3

如图17和图18所示，本实施例包括：主反射器1、第一、第二、第三反射器2、3、4以及引向器5，其中：主反射器1和第一、第二、第三反射器2、3、4边沿电连接，第一反射器2和引向器5电连接，主反射器1、第一、第二、第三反射器2、3、4和引向器5贴附于实施对象电子设备的五面并包裹电子设备内的辐射天线A、主反射器1和第一、第二、第三反射器2、3、4对辐射天线A朝主反射器1方向的辐射进行反射，引向器5加强辐射天线A向主反射器1的反方向，即图20中的正上方和图24中Z轴的正方向，的辐射，从而实现天线的定向辐射。

主反射器1、第一、第二、第三反射器2、3、4和引向器5与实施对象电子设备的形状相匹配，主反射器1位于实施对象电子设备的屏幕靠近辐射天线A的部分，第一、第二、第三反射器2、3、4分别位于辐射天线A主体靠得最近的侧面，引向器5位于屏幕的背面。

所述的引向器5与辐射天线A实现谐振，引向器5与第一反射器2的最佳连接位置即为辐射天线A的最佳谐振位置。

所述的主反射器1的形状为矩形，第一、第二、第三反射器2、3、4分别与主反射器1三条相邻边沿电连接。

第一、第二、第三反射器2、3、4均为平面设置。

第一、第二、第三反射器2、3、4为长条形状，三者长度分别与主反射器1相连的边的长度相等；且该长度大于辐射天线A的辐射波长的一半。

所述的引向器5为矩形，引向器5与第一反射器2与边沿电连接；与第二、第三反射器3、4为分离设置。引向器5的长度和宽度与辐射天线A的波长有关，长度为波长的1/4，但与具体的辐射天线A尺寸无关。

所述的主反射器1分别与第一、第二、第三反射器2、3、4所成角度与实施对象电子设备的设定角度相匹配。

所述的第一、第二、第三反射器2、3、4的形状与实施对象电子设备的设定形状相匹配。

所述的引向器5和第一反射器2所成角度与实施对象电子设备的设定角度相匹配。

所述的主反射器1、第一、第二、第三反射器2、3、4以及引向器5均为镀在透明基材上的ITO导电膜。

本实施例中，主反射器1、第一、第二、第三反射器2、3、4以及引向器5组成的平面几何图形是五个矩形的结合，其中主反射器1的长l1为80mm，宽w1为90mm，第一反射器2的宽l2、第二反射器3的宽w1和第三反射器4的宽w3都为9mm，引向器5的长l3为28.5mm，宽w4为7mm，其边沿与第一反射器2的边沿距离d为19mm。

图19为本实例所应用的辐射天线A，为红米NOTE1手机主天线。

图20为本实例辐射天线A与本实例的相对位置关系。

图21和图22为辐射天线A在没有本实例作用时的反射系数和辐射方向图，图21的反射系数说明该天线的工作频率为2.1GHz，图22的方向图说明辐射天线A在z轴的正负轴方向上的辐射功率相同。

图23和图24为辐射天线A与实例共同作用时的反射系数和辐射方向图，图23的反射系数说明该结构的工作频率为2.1GHz，图24的方向图在增加了本实例后，天线在最大辐射方向上的辐射大小由1.90增大到3.10，说明辐射能量集中于z轴正向上，而在z轴负方向上，也就是屏幕所有的方向和朝向人体的方向，其辐射功率与最大辐射功率相差近10倍，也就是10dB。

Claims (1)

1.一种反射器，其特征在于，包括：主反射器、辅助反射器和引向器，其中：主反射器和辅助反射器边沿电连接，辅助反射器和引向器电连接，主反射器、辅助反射器和引向器分别贴附于电子产品的相邻的若干平面且包裹该电子产品内的辐射天线，主反射器和辅助反射器对辐射天线朝主反射器方向的辐射进行反射，引向器加强辐射天线向主反射器的反方向的辐射，从而实现天线的定向辐射；

所述的主反射器、辅助反射器和引向器分别贴附于电子产品的相邻的若干平面且包裹该电子产品内的辐射天线具体为：主反射器位于电子产品的屏幕所在侧，辅助反射器位于该电子产品的辐射天线主体的侧面，引向器位于屏幕所在相对面；

所述的辅助反射器采用以下任意一种结构实现：

①分别与主反射器的两条相邻边相连的第一反射器和第二反射器，其中：引向器与第一反射器相连；

②分别与主反射器的三条依次相邻边相连的第一反射器、第二反射器和第三反射器，其中：引向器与第一反射器相连；

所述的主反射器的边沿与辅助反射器的一侧边沿电连接，辅助反射器的另一侧边沿与引向器边沿电连接；

所述的边沿电连接是指相互接触的各点均实现相互导电；

所述的引向器与辐射天线实现谐振，引向器与辅助反射器的连接位置即为辐射天线的谐振位置；

所述的主反射器的宽度和辅助反射器的长度相同，均大于辐射天线的辐射波长的一半；

所述的主反射器的形状与所作用的电子产品的屏幕侧平面形状相匹配，辅助反射器的形状与所作用的电子产品的辐射天线之主体侧面平面形状相匹配；

所述的主反射器和辅助反射器所成角度与电子产品的设定角度相匹配；引向器和辅助反射器所成角度与电子产品的设定角度相匹配。